Delist.ru

Динамика и синтез широкополосных сейсмических приборов (30.08.2007)

Автор: Певзнер Александр Абрамович

0 , если X2? -f2

, где ?i>0, Ti(t) – тригонометрический полином.

X10(t), X20(t) – частные решения неоднородной системы.

Система уравнений для определения коэффициентов A0, A1, B1, A0’, A1’, B1’.

Для обеспечения безотрывной работы прибора надо, чтобы амплитуда колебаний не превосходила амплитуду возмущения. Отсюда получаем условие:

Данная математическая модель позволила с большой степенью приближения проанализировать поведение скважинных приборов в условиях различных возмущений. Полученные результаты использовались автором при создании ряда скважинных приборов различного назначения.

Динамика сейсмических источников на базе электродинамического преобразователя возвратно-поступательного движения.

В данном случае под электродинамическим преобразователем возвратно-поступательного движения понимается электромеханический преобразователь, в котором подвижная катушка размещается с возможностью осевого перемещения в зазоре магнитопровода. Развиваемое электродинамическим преобразователем возвратно-поступательного движения усилие F(t) определяется выражением

F(t) = B l i(t) (10)

Тогда передаточные функции сейсмического источника на базе электродинамического преобразователя возвратно-поступательного движения по току подвижной катушки определяются произведением соответствующей передаточной функции Wk(p) на коэффициент B l.

Передаточные функции сейсмического источника на базе электродинамического преобразователя возвратно-поступательного движения по напряжению питания подвижной катушки.

. (11)

Передаточная функция виброперемещения излучающей плиты yП(p) по напряжению питания подвижной катушки U1(p)

. (12)

Передаточная функция виброперемещения транспортного средства yТ(p) по напряжению U1(p)

. (13)

Передаточная функция виброперемещения инерционной массы y(p) по напряжению U1(p)

. (14)

Замена в соответствующих передаточных функциях оператора p на оператор j? обеспечивает получение соответствующих частотных характеристик источника. На рис. 3. приведены амплитудно-частотные характеристики виброскорости излучающей плиты в диапазоне от 0 до 1000 Гц при различных значениях величины инерционной массы.

Рис. 3. АЧХ виброскорости излучающей плиты сейсмического источника

Анализ амплитудно-частотных характеристик в функции различных параметров позволил установить, что приведенные параметры грунта существенно сказываются на полосе пропускания.

Третья глава посвящена исследованию электромагнитных процессов в системе электромеханический преобразователь сейсмического источника – статический преобразователь.

На рис. 4 приведена схема системы статический преобразователь – электродинамический преобразователь возвратно-поступательного движения.

Так как при формировании гармонических колебаний широкое распространение получили системы управления с широтно-импульсной модуляцией по синусоидальному закону, представляет интерес исследование влияния глубины модуляции на гармонический состав тока подвижной катушки.

Сложность данной задачи заключается в том, что входное сопротивление электродинамического преобразователя возвратно-поступательного движения в зависимости от частоты вибрации и вида механической нагрузки значительно изменяется и может принимать как индуктивный, так и емкостный характер.

Автором предложен метод, который позволяет упростить расчет тока в нагрузке и ключах инвертора при наиболее сложных для анализа режимах работы, когда закон коммутации ключей заранее неизвестен.

Рис. 4. Схема системы статический преобразователь – ЭДПВПД

1– магнитопровод; 2 – катушка подмагничивания; 3 – блок подмагничивания; 4 – подвижная катушка; 5 – механическая нагрузка; 6 – статический преобразователь; (VT1-VT4) – управляемые вентили (транзисторы); (VD1-VD4) – неуправляемые вентили обратного тока (диоды)

Суть предложенного метода заключается в том, что, предварительно задавшись гладкой составляющей тока подвижной катушки электродинамического преобразователя возвратно-поступательного движения, вычисляют ЭДС движения, наводимую в подвижной катушке, подставляют полученное значение ЭДС в выражение тока подвижной катушки и затем вычисляют мгновенные значения токов подвижной катушки и ключей инвертора.

В зависимости от аппаратурного решения формирование управляющего сигнала при широтно-импульсной модуляции осуществляется сравнением задающего сигнала требуемой формы (в частности синусоидального), взятого по модулю, и опорного сигнала, пилообразного или треугольного.

На рис. 5 показаны диаграммы сравниваемых задающего и опорного напряжений. За нулевую ординату взята ордината основания модулирующего сигнала.

Рис. 5. Диаграммы задающего и опорного напряжений

Так как при широтно-импульсной модуляции моменты коммутации ключей автономного инвертора напряжения определяются моментами равенства задающего сигнала опорному, для определения моментов коммутации необходимо найти множество точек, когда удовлетворяется равенство

fs(t)=f?(t) , (15)

где fs(t) – функция модулирующего сигнала; f?(t) – функция опорного сигнала.

Для заданных условий получены выражения определения моментов коммутации соответствующих пересечению кривой модулирующего сигнала с восходящими отрезками опорного сигнала в нечетные полупериоды опорного сигнала

и моменты коммутации в четные полупериоды опорного сигнала

Определение значений коммутационных функций производим для мостового автономного инвертора напряжения с разделением управления управляемых вентилей разных диагоналей моста по соответствующим полупериодам формируемого сигнала. Когда положительная полуволна сигнала формируется управлением вентилями v1 и v4 при закрытых вентилях v2 и v3, а отрицательная полуволна формируется управлением вентилями v2 и v3 при закрытых вентилях v1 и v4.

??????????, когда в цепи нагрузки отсутствуют реактивные элементы, коммутация будет происходить в моменты, соответствующие вычисленным по формулам (16) и (17). Коммутационная функция будет принимать значения +1 или –1 в четные полупериоды опорного сигнала и 0 в нечетные полупериоды опорного сигнала, причем значение +1 коммутационная функция приобретает при формировании положительной полуволны выходного напряжения и –1 при формировании отрицательной полуволны выходного напряжения.

При активно-индуктивной нагрузке коммутационная функция будет принимать значения +1, -1 при формировании обоих полупериодов выходного напряжения в режиме непрерывных токов, а в режиме прерывистых токов коммутационная функция будет принимать значения +1,-1 и 0.

загрузка...